解析机床加工时产生振动的三大原因
编辑:admin 发布时间:2024-01-28 浏览:101

  机床加工过程中,工艺系统经常会发生振动,即在工件和刀具的切削刃之间,除了名义上的切削运动外,还会出现的一种周期性的相对运动。机床加工时产生振动的三大原因:自由振动、受迫振动和自激振动。据统计,受迫振动约占30%,自激振动约占65%,自由振动所占比例很小。

  1、自由振动,自由振动往往是由于切削力的忽然变化或其他外界力的冲击等原因所引起的。这种振动一般可以迅速衰减,因此对机械加工过程的影响较小。

  2、受迫振动,机械加工中的受迫振动,是一种由于工艺系统外界周期性干扰力的作用而引起的振动。机械加工中引起工艺系统受迫振动的激振力,主要来自以下几方面:

  (1).机床上高速回转件不平衡所引起的周期性变化的离心力。如由于电动机或卡盘、带轮回转不平衡而引起。

  (2).机床传动零件缺陷所引起的周期性变化的传动力。如因刀架、主轴轴承等机床部件松动或齿轮、轴承等传动零件的制作误差而引起的周期性振动。

  (3).切削过程本身不均匀性所引起的周期性变化的切削力。如车削多边形或表面不平的工件及在车床上加工外形不规则的毛坯工件。

  (4).往复运动部件运动方向改变时产生的惯性冲击。如平面磨削过程的方向改变或瞬时改变机床的回转方向。

  (5).由外界其他振源传来的干扰力。由邻近设备(如冲压设备、龙门刨等)工作时通过地基传来的强烈振动,使工艺系统产生相同(或整倍数)频率的受迫振动。

  3、自激振动,当系统受到外界或本身某些偶然的瞬时的干扰力作用而触发自由振动时,由振动过程本身的某种原因使得切削力产生周期性的变化,并由这个周期性变化的动态力反过来加强和维持振动,使振动系统补充由阻尼作用所消耗的能量,这种类型的振动称为自激振动。切削过程中产生的自激振动是频率较高的强烈振动,通常又称为颤振。自激振动产生的主要原因如下:

  (4).工件刚性差。如加工细长轴等刚性较差工件,会导致工件表面出现波纹或锥度。

  (5).积屑瘤的时生时灭,使切削过程中刀具前角及切削层横截面积不时改变。

  (6).加工余量有变化,切削量不合适引起的振动,切屑宽而薄的切削易产生振动。

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